Le fibre di collagene dell’osso tessuto

L’osso può anche essere tessuto o lamellare (stratificato). L’osso tessuto è debole, con un piccolo numero di fibre di collagene orientate casualmente, ma si forma rapidamente e senza una struttura preesistente durante i periodi di riparazione o crescita. L’osso lamellare è più forte, formato da numerosi strati impilati e riempito con molte fibre di collagene parallele ad altre fibre nello stesso strato. Le fibre corrono in direzioni opposte in strati alternati, assistendo nella capacità dell’osso di resistere alle forze di torsione. Dopo una pausa, l’osso tessuto si forma rapidamente e viene gradualmente sostituito dall’osso lamellare a crescita lenta su preesistente, cartilagine ialina calcificata attraverso un processo noto come “sostituzione ossea.”

Sette funzioni delle ossa

Ci sono sette funzioni principali delle ossa.

• Protezione: Le ossa possono servire a proteggere gli organi interni, come il cranio protegge il cervello o le costole proteggono l’addome.
• Forma: Le ossa forniscono una cornice per mantenere il corpo supportato.
• Produzione di sangue: il midollo osseo, situato all’interno della cavità midollare delle ossa lunghe e degli interstizi dell’osso spongioso, produce cellule del sangue in un processo chiamato ematopoiesi.
• Stoccaggio minerale: Le ossa fungono da riserve di minerali importanti per il corpo, in particolare calcio e fosforo.
• Movimento: Ossa, muscoli scheletrici, tendini, legamenti e articolazioni funzionano insieme per generare e trasferire forze in modo che le singole parti del corpo o tutto il corpo possano essere manipolate nello spazio tridimensionale. L’interazione tra osso e muscolo è studiata in biomeccanica.
• Equilibrio acido-base: L’osso tampona il sangue contro gli eccessivi cambiamenti di pH assorbendo o rilasciando sali alcalini.
• Disintossicazione: il tessuto osseo rimuove i metalli pesanti e altri elementi estranei dal sangue e quindi riduce i loro effetti sui tessuti nervosi e di altro tipo. Può successivamente rilasciare questi più lentamente per l’escrezione.

La maggior parte delle ossa esegue tutte queste funzioni in un modo o nell’altro, ma alcune ossa sono più specializzate per determinate funzioni.

Cinque tipi di ossa

Ci sono cinque tipi di ossa nel corpo umano: lunghe, corte, piatte, irregolari e sesamoidi.

• Le ossa lunghe sono più lunghe di quelle larghe, costituite da un albero lungo (la diafisi) più due superfici articolari (articolari), chiamate epifisi. Sono costituiti principalmente da osso compatto, ma sono generalmente abbastanza spessi da contenere notevoli ossa spugnose e midollo nel centro cavo (la cavità midollare). La maggior parte delle ossa degli arti (comprese le tre ossa delle dita) sono ossa lunghe, ad eccezione della rotula (rotula) e delle ossa carpali, metacarpali, tarsali e metatarsali del polso e della caviglia. La classificazione si riferisce alla forma piuttosto che alla dimensione.
• Le ossa corte sono approssimativamente a forma di cubo e hanno solo un sottile strato di osso compatto che circonda un interno spugnoso. Le ossa del polso e della caviglia sono ossa corte, così come le ossa sesamoidi.
• Le ossa piatte sono sottili e generalmente curve, con due strati paralleli di ossa compatte che racchiudono uno strato di osso spugnoso. La maggior parte delle ossa del cranio sono ossa piatte, così come lo sterno.
• Le ossa irregolari non rientrano nelle categorie di cui sopra. Sono costituiti da sottili strati di osso compatto che circondano un interno spugnoso. Come sottinteso dal nome, le loro forme sono irregolari e complicate. Le ossa della colonna vertebrale e dei fianchi sono ossa irregolari.
• Le ossa sesamoidi sono ossa corte incorporate nei tendini. Poiché agiscono per tenere il tendine più lontano dall’articolazione, l’angolo del tendine aumenta e quindi aumenta la forza del muscolo. Esempi di ossa sesamoidi sono la rotula e il pisiforme.

Cellule ossee

• Gli osteoblasti sono cellule ossee mononucleate che discendono dalle cellule osteoprogenitrici. Si trovano sulla superficie delle cuciture osteoidi e formano una miscela proteica nota come osteoide, che mineralizza per diventare osso. L’osteoide è composto principalmente da collagene di tipo I e produce ormoni, come le prostaglandine, per agire sull’osso stesso. Producono in modo robusto la fosfatasi alcalina, un enzima che ha un ruolo nella mineralizzazione dell’osso, così come molte proteine della matrice. Gli osteoblasti sono le cellule ossee immature.

• Le cellule di rivestimento osseo sono essenzialmente osteoblasti inattivi. Coprono tutta la superficie ossea disponibile e fungono da barriera per alcuni ioni.

• Gli osteociti provengono dagli osteoblasti, che sono migrati e sono intrappolati e circondati dalla matrice ossea che essi stessi producono. Gli spazi che occupano sono noti come lacune. Gli osteociti hanno molti processi che raggiungono gli osteoblasti probabilmente ai fini della comunicazione. Le loro funzioni includono in vari gradi: formazione di osso, mantenimento della matrice e omeostasi del calcio. Forse agiscono come recettori mechano-sensoriali-che regolano la risposta dell’osso allo stress. Sono cellule ossee mature.

• Gli osteoclasti sono le cellule responsabili del riassorbimento osseo (rimodellamento dell’osso per ridurne il volume). Gli osteoclasti sono grandi cellule multinucleate situate sulle superfici ossee in quelle che vengono chiamate lacune di Howship o fosse di riassorbimento. Queste lacune, o pozzi di riassorbimento, sono lasciate indietro dopo la rottura dell’osso e spesso presenti come superfici smerlate. Poiché gli osteoclasti sono derivati da un lignaggio di cellule staminali monociti, sono dotati di strategie di engulfment simili ai macrofagi circolanti. Gli osteoclasti maturano e / o migrano verso superfici ossee discrete. All’arrivo, gli enzimi attivi, come la fosfatasi acida resistente al tartrato, vengono secreti contro il substrato minerale.

Il processo di riassorbimento osseo rilascia calcio immagazzinato nella circolazione sistemica ed è un processo importante nella regolazione dell’equilibrio del calcio. Poiché la formazione ossea fissa attivamente il calcio circolante nella sua forma minerale, rimuovendolo dal flusso sanguigno, il riassorbimento lo disattiva attivamente, aumentando così i livelli di calcio circolanti. Questi processi si verificano in tandem in luoghi specifici del sito e sono noti come turnover osseo o rimodellamento. Osteoblasti e osteoclasti, accoppiati insieme tramite segnalazione cellulare paracrina, sono indicati come unità di rimodellamento osseo. L’iterazione degli eventi di rimodellamento a livello cellulare è influente sulla modellatura e scolpire lo scheletro durante la crescita e in risposta allo stress(come l’esercizio fisico o la guarigione ossea).

Matrice

La matrice comprende l’altro costituente principale dell’osso. Ha parti inorganiche e organiche. L’inorganico è principalmente sali minerali cristallini e calcio, che è presente sotto forma di idrossiapatite. La matrice è inizialmente prevista come osteoide unmineralizzato (prodotto da osteoblasti). La mineralizzazione comporta osteoblasti che secernono vescicole contenenti fosfatasi alcalina. Questo fende i gruppi fosfato e agisce come i fuochi per la deposizione di calcio e fosfato. Le vescicole si rompono e fungono da centro per far crescere i cristalli.

La parte organica della matrice è principalmente collagene di tipo I. Questo è fatto intracellulare come tropocollagene e poi esportato. Si associa quindi in fibrille. Anche la parte organica di matrix è costituita da vari fattori di crescita, le cui funzioni non sono completamente note. Altri fattori presenti includono glicosaminoglicani, osteocalcina, osteonectina, proteina sialo ossea e fattore di attaccamento cellulare. Una delle cose principali che distingue la matrice di un osso da quella di un’altra cellula è che la matrice nell’osso è dura.

Formazione

La formazione dell’osso durante lo stadio fetale di sviluppo (nell’uomo, dopo la 7a o 8a settimana fino alla nascita) avviene con due metodi: ossificazione intramembranosa ed endocondrale.

L’ossificazione intramembranosa si verifica principalmente durante la formazione delle ossa piatte del cranio; l’osso è formato dal tessuto mesenchimale. La procedura descritta in ossificazione intramembranosa sono:

1. Sviluppo di ossificazione centro
2. Calcificazione
3. Formazione di trabecole
4. Sviluppo del periostio

ossificazione Endocondrale si verifica nelle ossa lunghe, come le arti, l’osso è costituito da cartilagine. I passaggi nell’ossificazione endocondrale sono:

1. Sviluppo della cartilagine modello
2. la Crescita della cartilagine modello
3. Sviluppo di ossificazione primario centro
4. Sviluppo di cavità midollare
5. Sviluppo della scuola secondaria di ossificazione centro
6. Formazione di cartilagine articolare e epifiseale piatto

ossificazione Endocondrale inizia con i punti della cartilagine, chiamati “primari centri di ossificazione.”Appaiono per lo più durante lo sviluppo fetale, anche se alcune ossa corte iniziano la loro ossificazione primaria dopo la nascita. Sono responsabili della formazione delle diafisi delle ossa lunghe, delle ossa corte e di alcune parti delle ossa irregolari. L’ossificazione secondaria si verifica dopo la nascita e forma le epifisi delle ossa lunghe e le estremità delle ossa irregolari e piatte. La diafisi e entrambe le epifisi di un osso lungo sono separate da una zona crescente di cartilagine (la piastra epifisaria). Quando il bambino raggiunge la maturità scheletrica (18-25 anni di età), tutta la cartilagine viene sostituita dall’osso, fondendo la diafisi e entrambe le epifisi insieme (chiusura epifisaria).

Il midollo osseo può essere trovato in quasi tutte le ossa che contengono tessuto spongioso. Nei neonati, tutte queste ossa sono riempite esclusivamente con midollo rosso (o midollo emopoietico), ma con l’età del bambino è per lo più sostituito da midollo giallo o “grasso”. Negli adulti, il midollo rosso si trova principalmente nelle ossa piatte del cranio, nelle costole, nelle vertebre e nelle ossa pelviche.

“Rimodellamento” è il processo di riassorbimento seguito dalla sostituzione dell’osso con piccoli cambiamenti di forma e si verifica per tutta la vita di una persona. Il suo scopo è il rilascio di calcio e la riparazione delle ossa micro-danneggiate (dallo stress quotidiano). Lo stress ripetuto provoca l’ispessimento dell’osso nei punti di massimo stress (legge di Wolff).

• frattura Ossea
• Osteoporosi
• Osteonecrosi
• Osteosarcoma
• Osteogenesi imperfetta

Osteologia

Lo studio delle ossa e dei denti è indicata come osteologia. È spesso usato in antropologia, archeologia e scienza forense per una varietà di compiti. Ciò può includere determinare la nutrizione, la salute, l’età o lo stato di infortunio dell’individuo da cui sono state prelevate le ossa. La preparazione delle ossa carnate per questi tipi di studi può comportare la macerazione—ebollizione delle ossa carnate per rimuovere le particelle più grandi, quindi la pulizia delle mani.

Antropologi e archeologi studiano anche strumenti ossei realizzati da Homo sapiens e Homo neanderthalensis. Le ossa possono servire una varietà di usi, come punti di proiettile o pigmenti artistici, e possono essere fatte da ossa endoscheletriche o esterne come corna o zanna.

Alternative agli endoscheletri ossei

Esistono diverse alternative all’osso mammifero visto in natura; sebbene abbiano alcune funzioni simili, non sono completamente analoghi funzionalmente all’osso.

• Gli esoscheletri offrono supporto, protezione e leve per movimenti simili all’osso endoscheletrico. Diversi tipi di esoscheletri includono gusci, carapaci (costituiti da composti di calcio o silice) ed esoskelotoni chitinosi.
• Un vero endoscheletro (cioè un tessuto protettivo derivato dal mesoderma) è presente anche negli echinodermi. Porifera (spugne) possiedono endoscheletri semplici costituiti da spicole calcaree o silicee e una rete di fibre di spongina.

Osso esposto

L’osso che penetra nella pelle e viene esposto all’esterno può essere sia un processo naturale in alcuni animali, sia a causa di lesioni:

• Una palchi del cervo sono composte da osso
• estinto pesci predatori Dunkleosteus, invece di denti, aveva i bordi taglienti di duro osso esposto lungo le sue mascelle
• Una frattura scomposta si verifica quando i bordi di un osso rotto punge la pelle
• anche Se non è strettamente esposti, il becco di un uccello è principalmente osso ricoperto da uno strato di cheratina

Terminologia

Diversi termini che si riferiscono a caratteristiche e componenti delle ossa in tutto il corpo:

Diversi termini sono usati per riferirsi a caratteristiche specifiche delle ossa lunghe:

• Burkhardt, R. 1971. Midollo Osseo e Tessuto Osseo; Atlante cromatico di Istopatologia Clinica. Berlino: Springer-Verlag. ISBN 3540050590.
• Marieb, E. N. 1998. Anatomia umana& Fisiologia, 4a ed. Menlo Park, California: Benjamin / Cummings Science Publishing. ISBN 080534196x.
• Tortora, G. J. 1989. Principi di anatomia umana, 5th ed. New York: Harper& Row, Publishers. ISBN 0060466855.

Tutti i link recuperati 15 giugno 2016.

• Una buona panoramica di base della biologia ossea dal Science Creative Quarterly.